ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

ARSITEKTUR SET INSTRUKSI

Assalamualaikum Wr. Wb kawan - kawan kali ini saya akan membahas arsitektur set instruksi maka dari itu langsung saja dari topik awal..

1. Pengertian Set Instruksi

Set Instruksi didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram, atau dengan kata lain Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi (Instruction Set). Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions)Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksi yang dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada).

2. Jenis - Jenis Instruksi

1. Data procecessing: Arithmetic dan Logic Instructions

Data processing adalah jenis pemrosesan yang dapat mengubah data menjadi informasi atau pengetahuan.Setelah diolah, data ini biasanya mempunyai nilai yang informative, maka istilah pemrosesan data sering dikatakan sebagai sistem informasi.

2. Data storage: Memory instructions

Sering disebut sebagai memori komputer, merujuk kepada komponen komputer, perangkat komputer, dan media perekaman yang mempertahankan data digital yang digunakan untuk beberapa interval waktu. Dalam penggunaan kontemporer, memori komputer merujuk kepada bentuk media penyimpanan berbahan semikonduktor, yang dikenal dengan sebutan Random Access Memory (RAM).Akan tetapi, istilah “computer storage” sekarang secara umum merujuk kepada media penyimpanan massal seperti halnya hard disk.

3. Data Movement: I/O instructions

Proses data movement ini adalah memindahkan (dapat dikatakan membackup juga) data – data dari database yang berupa data, indeks, grand, schema, dan lain – lain ketempat baru. Data movement terdiri dari 2 bagian besar yaitu: Load & Upload dan Export & Import. Load berfungsi untuk memasukan data / transaksi ke sebuah table. Sedangkan upload berfungsi untuk membuat dari data table ke fisik / file.

4. Control: Test and branch instructions

CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store).Control Unit – CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut.

Teknik Pengalamatan

A.Immediate Addressing (Pengalamatan Segera)

– Pengalamatan yang paling sederhana.

– Operand benar-benar ada dalam instruksi atau bagian dari intsruksi

– Operand sama dengan field alamat

– Umumnya bilangan akan disimpan dalam bentuk complement dua

– Bit paling kiri sebagai bit tanda

– Ketika operand dimuatkan ke dalam register data, bit tanda digeser ke kiri hingga maksimum word data

Keuntungan :

– Tidak adanya referensi memori selain dari instruksi yang diperlukan untuk memperoleh operand

– Menghemat siklus instruksi sehingga proses keseluruhanakan akan cepat

Kekurangan :

– Ukuran bilangan dibatasi oleh ukuran field

Contoh :

– ADD 7 ; tambahkan 7 pada akumulator

B. Direct Addressing (Pengalamatan Langsung)

– Teknik ini banyak digunakan pada komputer lama dan komputer kecil

– Hanya memerlukan sebuah referensi memori dan tidak memerlukan kalkulus khusus

Kelebihan :

– Field alamat berisi efektif address sebuah operand

Kekurangan :

– Keterbatasan field alamat karena panjang field alamat biasanya lebih kecil dibandingkan panjang word

Contoh :

– ADD A ; tambahkan isi pada lokasi alamat A ke akumulator

C. Indirect Addressing (Pengalamatan tak langsung)

– Merupakan mode pengalamatan tak langsung

– Field alamat mengacu pada alamat word di alamat memori, yang pada gilirannya akan berisi alamat operand yang panjang

Kelebihan :

– Ruang bagi alamat menjadi besar sehingga semakin banyak alamat yang dapat referensi

Kekurangan :

– Diperlukan referensi memori ganda dalam satu fetch sehingga memperlambat proses operasi

Contoh :

– ADD (A) ; tambahkan isi memori yang ditunjuk oleh isi alamat A ke akumulator

D. Register addressing (Pengalamatan Register)

– Metode pengalamatan register mirip dengan mode pengalamatan langsung

– Perbedaanya terletak pada field alamat yang mengacu pada register, bukan pada memori utama

– Field yang mereferensi register memiliki panjang 3 atau 4 bit, sehingga dapat mereferensi 8 atau 16 register general purpose

Keuntungan :

– Diperlukan field alamat berukuran kecil dalam instruksi dan tidak diperlukan referensi memori

– Akses ke register lebih cepat daripada akses ke memori, sehingga proses eksekusi akan lebih cepat

Kerugian :

– Ruang alamat menjadi terbatas

 E. Register indirect addressing (Pengalamatan tak-langsung register)

– Perbedaannya adalah field alamat mengacu pada alamat register

– Letak operand berada pada memori yang dituju oleh isi register

– Keuntungan dan keterbatasan pengalamatan register tidak langsung pada dasarnya sama dengan pengalamatan tidak langsung

– Keterbatasan field alamat diatasi dengan pengaksesan memori yang tidak langsung sehingga alamat yang dapat direferensi makin banyak

– Dalam satu siklus pengambilan dan penyimpanan, mode pengalamatan register tidak langsung hanya menggunakan satu referensi memori utama sehingga lebih cepat daripada mode pengalamatan tidak langsung

F.Displacement addressing

– Menggabungkan kemampuan pengalamatan langsung dan pengalamatan register tidak langsung

– Mode ini mensyaratkan instruksi memiliki dua buah field alamat, sedikitnya sebuah field yang eksplisit

– Operand berada pada alamat A ditambahkan isi register

Tiga model displacement

– Relative addressing : register yang direferensi secara implisit adalah Program Counter (PC)

– Alamat efektif didapatkan dari alamat instruksi saat itu ditambahkan ke field alamat

– Memanfaatkan konsep lokalitas memori untuk menyediakan operand-operand berikutnya

Base register addressing : register yang direferensi berisi sebuah alamat memori dan field alamat berisi perpindahan dari alamat itu

– Referensi register dapat eksplisit maupun implisit

– Memanfaatkan konsep lokalitas memori

Indexing  : field alamat mereferensi alamat memori utama, dan register yang direferensikan berisi pemindahan positif dari alamat tersebut

– Merupakan kebalikan dari mode base register

– Field alamat dianggap sebagai alamat memori dalam indexing

– Manfaat penting dari indexing adalah untuk eksekusi program-pprogram iteratif

Contoh :

– Field eksplisit bernilai A dan field imlisit mengarah pada register

G.Stack addressing

– Stack adalah array lokasi yang linier = pushdown list = last-in-firs-out

– Stack merupakan blok lokasi yang terbaik

– Btir ditambahkan ke puncak stack sehingga setiap blok akan terisi secara parsial

– Yang berkaitan dengan stack adalah pointer yang nilainya merupakan alamat bagian paling atas stack

– Dua elemen teratas stack dapat berada di dalam register CPU, yang dalam hal ini stack pointer mereferensi ke elemen ketiga stack

– Stack pointer tetap berada dalam register

– Dengan demikian, referensi-referensi ke lokasi stack di dalam memori pada dasarnya merupakan pengalamatan register tidak langsung

• – Metode pengalamatan register tidak langsung mirip dengan mode pengalamatan tidak langsung
• Desain set instruksi

Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:

1. Kelengkapan set instruksi
2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)
3. Kompatibilitas : Source code compatibility dan Object code Compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:

1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit operasinya .
2. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
3. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan
4. Addressing: Mode pengalamatan untuk operand.

Sumber :

1. https://triazis13.wordpress.com/2016/11/06/arsitektur-set-instruksi/

2. http://adi-lecture.blogspot.co.id/2013/02/set-instruksi-dan-pengalmatan.html

3. https://mazzeko.wordpress.com/2014/11/29/arsitektur-dan-dessain-set-instruksi/

ORGANISASI KOMPUTER DASAR

Organisasi Komputer Dasar

  Assalamualaikum Wr.Wb bagaimana kabar teman - teman sekalian.. semoga sehat selalu yah. Kali ini saya akan menjelaskan tentang Organisasi komputer dasar.apakah kalian tahu, jika komputer memiliki struktur di dalamnya agar komputer dapat berjalan sesuain keinginan kita? naah kali ini saya akan menjelaskan kepada kawan - kawan sekalian soal organisasi dasar yang terdapat didalam komputer. Pertama saya akan menjelaskan struktur dasar komputer. 

1. Struktur Dasar Komputer

  Supaya komputer dapat digunakan untuk mengolah data, maka harus berbentuk suatu sistem yang disebut dengan sistem komputer. Secara umum, sistem terdiri dari elemen-elemen yang saling berhubungan membentuk satu kesatuan untuk melaksanakan suatu tujuan pokok dari sistem tersebut. Tujuan pokok dari sistem komputer adalah mengolah data untuk menghasilkan informasi sehingga perlu didukung oleh elemen-elemen yang terdiri dari perangkat keras (hardware), perangkat lunak (software), dan brainware. Perangkat keras adalah peralatan komputer itu sendiri, perangkat lunak adalah program yang berisi perintah-perintah untuk melakukan proses tertentu, dan brainware adalah manusia yang terlibat di dalam mengoperasikan serta mengatur sistem komputer.

  Ketiga elemen sistem komputer tersebut harus saling berhubungan dan membentuk satu kesatuan. Perangkat keras tanpa perangkat lunak tidak akan berarti apa-apa, hanya berupa benda mati. Kedua perangkat keras dan lunak juga tidak dapat berfungsi jika tidak ada manusia yang mengoperasikannya. Di bawah ini merupakan gambar komponen-komponen penyusun komputer yang menjadikan sebuah komputer terorganisasi dengan baik.

Gambar 2 Struktur Komputer

Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur di atas adalah sebagai berikut :

• Input Device (Alat Masukan)

Input Device adalah perangkat keras komputer atau alat yang digunakan untuk menerima input dari luar sistem, dan dapat berupa signal input atau maintenance input. Fungsi dari Input Device adalah sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer.

• Output Device (Alat Keluaran)

Output Device adalah perangkat keras komputer yang berfungsi menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Hasil keluaran tersebut dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.

• I/O Ports

Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. I/O Port juga biasa disebut dengan bagian interface (antar muka) karena peralatan input dan output di atas terhubungi melalui port ini. Port I/O yang berarti gerbang konektor Input/Output pada komputer, seperti pada keyboard, mouse ataupun USB.

• CPU (Central Processing Unit)

Central Processing Unit (CPU), berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi – fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup disebut sebagai processor (prosesor) saja. CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.

• Memori

Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang haya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan.

• Data Bus

Data Bus adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.

• Address Bus

Address Bus digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. Address Bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

• Control Bus

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur paralel.

2. Organisasi Komputer

  sdsd Organisasi komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit – unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal – sinyal kontrol.

      Arsitektur komputer lebih cenderung pada kajian atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

      Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional.

Perbedaaan Utama Organisasi Komputer:

• Bagian yang terkait dengan erat dengan unit – unit operasional.

Contoh : teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal – sinyal kontrol

Arsitektur Komputer

• Atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. 

Contoh : Set instruksi, aritmetika yang dipergunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O

Sumber: 

1. http://ekofitriyanto.wordpress.com/2013/10/24/pengertian-dan-perbedaan-organisasi-komputer-  dengan-arsitektur-komputer/ 

2. http://www.worldfriend.web.id/struktur-komputer-dan-sejarah-komputer